DIY 2.1 Class AB Hi -Fi Audio Amplifier - Under $ 5: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hey alle sammen! I dag vil jeg vise dig, hvordan jeg byggede en lydforstærker til et 2.1-kanals system (venstre-højre og subwoofer). Efter næsten 1 måneds forskning, design og test, er jeg kommet frem til dette design.

I denne instruks vil jeg guide dig gennem forstærkerens designproces. Først vil jeg vise dig, hvordan du vælger den perfekte IC til dit projekt. Derefter viser jeg dig, hvordan du finder de rigtige værdier for alle komponenterne i kredsløbet, og hvordan du ændrer forstærkningen og andre parametre. Til sidst vil jeg i sidste ende fortælle dig nogle tips til at fjerne enhver form for støj.

Efter at have gennemgået hele instruerbare kan enhver designe deres egen forstærker til forskellige applikationer. Jeg vil forsøge at gøre dette instruerbart så kort som muligt og let at forstå for alle.

Okay nok til introduktionen. Lad os komme igang

Trin 1: Valg af IC til forstærker

Okay, så alle kan forveksle mellem forskellige muligheder for lydforstærker -IC'er. Det er en vanskelig opgave at gennemgå flere datablade. Så her er et resumé af min analyse for nogle berømte IC'er i Indien.

Top lydforstærker IC'er:

1. TDA7294 Datablad

• 100V - 100W DMOS lydforstærker med lydløs
• Kortslutningsbeskyttelse
• Kan levere 200W parallelt

2. LM3886 Datablad

• Højtydende 68W lydforstærker m/lydløs
• Bredt forsyningsområde 20V - 94V
• Signal-til-støj-forhold ≥ 92dB
• Bedste lydkvalitet

3. LA4440/CD4440 Datablad

• Indbygget 2 kanaler (dobbelt), der muliggør brug i stereo- og broforstærkerprogrammer.
• Dobbelt: 6 W × 2 (typ.); Bro: 19 W (typ.)
• Minimum antal eksterne dele påkrævet

4. TDA2050Datablad

• 32 W hi-fi lydforstærker
• Bred spændingsforsyningsspænding, op til 50 V
• Billigt og let at udskifte

5. TDA2030Datablad

• 14 W hi-fi lydforstærker
• Stor spændingsforsyning op til 36 V
• Billigt og let at udskifte
• Kan bygge bro for mere kraft

Når du vælger en IC, skal du overveje din forventning fra forstærkeren og formålet med dit projekt. Hvis du vil have en høj effektforstærker med den bedste lydkvalitet i klassen, så gå til TDA7294 eller LM3886. Men hvis du bare vil køre en 5W, 10W eller 20W højttaler end, er 4. og 5. mulighed bedst for dig. Du kan også overveje LA4440, hvis du vil have et enklere kredsløb (både venstre og højre kanal i en enkelt IC).

Generelt bør du vælge en forstærker, der kan levere effekt svarende til det dobbelte af højttalerens effekt. Det betyder, at en højttaler med en impedans på 8 ohm og en rating på 5 watt vil kræve en forstærker, der kan producere 10 watt til en 8-ohm belastning. For et par stereohøjttalere skal forstærkeren være vurderet til 10 watt pr. Kanal til 8 ohm.

Vil du lære mere om forstærkere, klik her

Trin 2: Dele og værktøjer

Jeg vil køre to 5W højttalere til venstre og højre kanal, som jeg hentede fra et gammelt CRT -tv. Så TDA2030 er bedst for mig, men du kan også vælge TDA2050 til at bygge venstre og højre kanal.

Værktøjer -

1. Multimeter
2. Lodde station
3. Varm limpistol
4. Tang
5. Skærer
6. Krymp slange

Til TDA2030 stereo forstærker (venstre+højre) -

1. TDA2030 (2)
2. Højttalere (2)
3. Preboard
4. 3,5 mm stereo jack
5. 1N4007 Diode (2*2)
6. Potentiometer eller Trimpot 10K/22K (2)
7. Potentiometer -knap (valgfrit)
8. Modstand 10 (1*2), 100k (4*2), 3,7k (1*2)
9. Keramisk kondensator 100nF (2*2)
10. Elektrolytisk kondensator 1uF (1*2), 100uF (1*2), 2uF (1*2), 22uF (1*2), 2200uF (1*2)
11. Strømforsyning: Transformer eller DC -adapter 12V 2Amp (min)
12. Køleplade (2)

Til TDA2050 Subwoofer -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Preboard
4. Potentiometer eller Trimpot 10K/22K (1)
5. Potentiometer -knap (valgfrit)
6. Modstand 10 (1), 100k (4), 3,3k (1)
7. Keramisk kondensator 100nF (2)
8. Elektrolytisk kondensator 1uF (1), 1000uF (2), 2uF (1*2), 22uF (1)
9. Strømforsyning: Transformer eller DC -adapter 24V 2Amp (foreslået)
10. Køleplade

Til lavpasfilter -

1. RC4558 (1)
2. Modstand: 100K (2), 560 (2), 22K (1)
3. Kondensator: 1uF (1), 104j (2)
4. Split strømforsyning 9V til 12V

Lad os nu starte med TDA2030 forstærker.

Trin 3: Stereo Amplifier Circuit

Ifølge databladet kan TDA2030 afgive 9 watt til 8 Ω højttalere med 0,5% forvrængning på en 14 V strømforsyning.

Faktisk kan du få et grundlæggende applikationskredsløb til næsten hver IC i databladet. I TDA2030s datablad er der to kredsløb, et med en enkelt strømforsyning og et andet med en delt strømforsyning. Du kan vælge ethvert kredsløb efter dine behov. Jeg vil bruge et enkelt strømforsyningskredsløb, fordi jeg vil drive det med 12 DC -adapter. Til den delte strømforsyning skal du bruge en 12-0-12 transformer.

Lad os først simulere kredsløbet. Så vi kunne se, hvordan det fungerede. Kredsløbsdiagrammet blev lavet med Proteus.

Test alt og sørg for, at dit kredsløb fungerer, før du begynder at lodde.

Bemærk: C2- og R7 -ledninger er ikke tilsluttet. (Simulation Fig.)

Trin 4: Ændring af kredsløbet

Lad os finde ud af de bedste værdier for komponenterne i kredsløbet. Jeg vil bruge skematikken ovenfor, som er den samme som den i databladet, men med et par ændringer for at indstille forstærkning, båndbredde og hjælpe med at filtrere ud støj.

1. Gain

Kredsløbet i databladet har en forstærkning på 33 og vil forårsage forvrængning. En god gevinst at bruge til hjemmelytning er omkring 27 til 30dB. Denne indstilling er ikke høj nok til at forårsage forvrængning og vil give dig et godt volumenområde.

Gain = 1+R1/R2if R1 = 100kthen, R2 = 3,7k

2. Zobel -netværket

Et Zobel -netværk hjælper med at forhindre oscillation, der kan opstå fra den parasitære induktion af højttalerkabler. Det fungerer også som et filter for at forhindre radioforstyrrelser, der optages af højttalerkablerne, fra at komme til den inverterende indgang via feedback -sløjfen. C6 og R8 danner et Zobel -netværk ved forstærkerens udgang.

C6 = 100nF og R8 = 10ohms, hvilket giver en cutoff -frekvens (fc) på:

fc = 1/(2*pi*R*C) fc = 159KHz

159 kHz er over 20 kHz -grænsen for menneskelig hørelse og langt under radiofrekvenser, så disse værdier fungerer fint. Hvis forstærkeren svinger, sender R6 høje strømme til jorden, så den skal have en effekt på mindst 1 Watt.

3. Bas

Kondensator C7 i fig. bruges til at indstille basen til højttalerne, højere kondensatorværdi bedre basresponsen fra højttalere. Du kan også bruge en variabel kondensator til at ændre basen manuelt. (Denne bas er ikke relateret til subwoofer)

Tip: Da jeg byggede denne forstærker, tvivler jeg på, hvorfor vi bruger de ekstra kondensatorer og modstande, hvad de gør, og hvad hvis vi fjerner dem. Du kan ikke ignorere disse spørgsmål, hvis du er en elektronikentusiast. Gå gennem side 10 afsnit 4.3 i databladet for at få en grov ide.

Men jeg anbefaler stærkt denne fantastiske tutorial fra Circuit Basics. Denne artikel dækker alle de krævede detaljer i dybden.

Bemærk: Jeg vil tage ovenstående fig. Som reference i kommende trin.

Trin 5: Tilslutning af 3,5 mm stik

Hvis du har en lydledning (med stik) eller øretelefoner, er multimeter den bedste mulighed for at kontrollere forbindelsen og finde ud af G-L-R-forbindelse. Hvis du ikke har en lydstikledning, kan du bruge han- eller hunstik.

Tilslut 3,5 mm stik til telefonen og andre åbne ledninger til forstærkeren. Forstærker fra venstre til venstre og højre til højre side med en fælles begrundelse.

Se de vedhæftede fotos til reference.

Trin 6: Opbygning af forstærkeren

Start med at bygge med kun en kanal i vores stereoforstærker. Opbyg omhyggeligt kredsløbet på perfboard, du kan tage hjælp af PCB -designs, der er tilgængelige i databladet. Hvis du er i tvivl, kan du først bruge et brødbræt til at kontrollere kredsløbet. Men husk at samle det på brødbrættet vil have mange åbne ledninger, som kan føre til meget støj i højttaleren. Så tro ikke, at kredsløbet er forkert, når du får summen eller summen.

Tilføj et potentiometer før kondensator C2 (trin 4 fig.) Til volumenkontrol, det er også meget effektivt at reducere forvrængning. Jeg brugte en trimpot til dette formål og indstillede værdien af trimpot permanent, så der ikke forekommer forvrængning ved maks. Telefonvolumen.

Efter at have kontrolleret og testet den første kanal, gentag processen og klon det nøjagtig samme kredsløb på det samme eller et andet perfboard. Nu har du to monoforstærkere, tilslut venstre kanalledning til en forstærker og højre kanalledning til den anden forstærker med fælles jord til begge. Brug forskellige trimpot for hver kanal og indstil den samme trimpotværdi for begge kanaler, så hver kanal har den samme lydstyrke.

Du kan bruge et potentiometer (i stedet for trimpot), hvis du ofte vil ændre forstærkerens lydstyrke. Jeg foreslår, at du bruger et Dual Taper Potentiometer til manuelt at styre venstre og højre lyd på samme tid.

Strømforsyning: Den strømforsyning, du skal bruge, skal være dobbelt så stor som krævet, dvs. for to 5W -højttalere skal der være en 20W -strømforsyning for de bedste resultater.

Her vil jeg bruge en 12V 2Amp DC -adapter (P = 24W) til begge kanaler.

BEMÆRK: Kontroller trin 9: Støjreduktion, før kredsløbet afsluttes på perfboard.

Trin 7: Sub-woofer kredsløb